iOS之加速计、陀螺仪（UIAccelermeter、Core Motion）

一、加速计的作用

用于检测设备的运动（比如摇晃）

二、加速计的经典应用场景

摇一摇

计步器

三、加速计的原理

检测设备在X、Y、Z轴上的加速度 （哪个方向有力的作用，哪个方向运动了）

根据加速度数值，就可以判断出在各个方向上的作用力度

四、加速计程序的开发

在iOS4以前：使用UIAccelerometer，用法非常简单（到了iOS5就已经过期）

从iOS4开始：CoreMotion.framework

注：必须真机测试，不适用模拟器；

虽然UIAccelerometer已经过期，但由于其用法极其简单，很多程序里面都还有残留

1..UIAccelerometer的

1.1、UIAccelerometer的开发步骤

//获得单例对象
UIAccelerometer *accelerometer = [UIAccelerometer sharedAccelerometer];
 
//设置代理
accelerometer.delegate = self;
 
//设置采样间隔
accelerometer.updateInterval = 1.0/30.0; // 1秒钟采样30次
 
//实现代理方法
- (void)accelerometer:(UIAccelerometer *)accelerometer didAccelerate:(UIAcceleration *)acceleration
// acceleration中的x、y、z三个属性分别代表每个轴上的加速度

#import "ViewController.h"
#import "UIView+AdjustFrame.h"
 
@interface ViewController () <UIAccelerometerDelegate>
 
@property (weak, nonatomic) IBOutlet UIImageView *ball;
 
// 保留x,y轴上面的速度
@property(nonatomic,assign)CGPoint velocity;
 
@end
 
@implementation ViewController
 
- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    // 1.获取单例对象
    UIAccelerometer *acclerometer = [UIAccelerometer sharedAccelerometer];
    
    // 2.设置代理
    acclerometer.delegate = self;
    
    // 3.设置采样间隔
    acclerometer.updateInterval = 1 / 30.0;
}
 
/**
 *  获取到加速计信息的时候会调用该方法
 *
 *  @param acceleration  里面有x,y,z抽上面的加速度
 */
- (void)accelerometer:(UIAccelerometer *)accelerometer didAccelerate:(UIAcceleration *)acceleration
{
    // NSLog(@"x:%f y:%f z:%f", acceleration.x, acceleration.y, acceleration.z);
    // 1.计算小球速度(对象的结构内部的属性是不能直接赋值)
    _velocity.x += acceleration.x;
    _velocity.y += acceleration.y;
    
    // 2.让小球移动
    /*
    CGRect ballFrame = self.ball.frame;
    ballFrame.origin.x += _velocity.x;
    self.ball.frame = ballFrame;
     */
    self.ball.x += _velocity.x;
    self.ball.y -= _velocity.y;
    
    // 3.边界判断
    if (self.ball.x <= 0) {
        self.ball.x = 0;
        _velocity.x *= -0.6;
    }
    if (self.ball.x >= self.view.width - self.ball.width) {
        self.ball.x = self.view.width - self.ball.width;
        _velocity.x *= -0.6;
    }
    if (self.ball.y <= 0) {
        self.ball.y = 0;
        _velocity.y *= -0.6;
    }
    if (self.ball.y >= self.view.height - self.ball.height) {
        self.ball.y = self.view.height - self.ball.height;
        _velocity.y *= -0.6;
    }
    
    NSLog(@"x:%f y:%f", _velocity.x, _velocity.y);
}
 
@end

2.Core Motion

随着iPhone4的推出

加速度计全面升级，并引入了陀螺仪

与Motion（运动）相关的编程成为重头戏

苹果特地在iOS4中增加了专门处理Motion的框架-CoreMotion.framework

Core Motion不仅能够提供实时的加速度值和旋转速度值，更重要的是，苹果在其中集成了很多牛逼的算法

2.1、Core Motion获取数据的两种方式

  加速计和陀螺仪的值都是通过Core Motion框架访问的，此框架提供CMMotionManager 类，该类提供的所有的数据都是用来描述用户如何移动设备的。应用程序创建一个CMMotionManager 实例，然后通过以下某种模式使用它：

• 它可以在动作发生时执行一些代码；
  
• 他可以时刻监视一个持续更新的结构，是你随时能够访问到最新的值；
  

后者是游戏和其他高度交互性应用程序的理性选择；

注：CMMotionManager 类实际上不是一个单例，但应用程序应该把它当做一个单例，我们应该仅为每个应用程序创建一个CMMotionManager 实例，使用普通的alloc和init方法。所以，如果应用中需要多处访问动作管理器时，可能需要在应用程序委托中创建它并提供从这里访问它的权限。

除了CMMotionManager 类，Core Motion还提供了其他的一些类，比如CMAccerometerData和CMCyroData，它们是一些简单容器，用于让应用程序访问动作数据。

      动作管理器需要一个队列，以便在每次发生事件时在其中放入一些要完成的工作，这些工作由你将提供给它的代码块指定。CMMotionManager 的文档明确警告不要将其放入系统的默认队列里，这样可能是默认队列最终被这些事件填满，因而无法处理其他事件。

push   ：实时采集所有数据（时刻监视，采集频率高）

pull     ：在有需要的时候，再主动去采集数据（基于事件的动作）

2.2、Core Motion的开发步骤

//push
//创建运动管理者对象
CMMotionManager *mgr = [[CMMotionManager alloc] init];
 
//判断加速计是否可用（最好判断）
if (mgr.isAccelerometerAvailable) {
    // 加速计可用
}
 
//设置采样间隔
mgr.accelerometerUpdateInterval = 1.0/30.0; // 1秒钟采样30次
 
//开始采样（采样到数据就会调用handler，handler会在queue中执行）
- (void)startAccelerometerUpdatesToQueue:(NSOperationQueue *)queue withHandler:(CMAccelerometerHandler)handler;

//pull
//创建运动管理者对象
CMMotionManager *mgr = [[CMMotionManager alloc] init];
 
//判断加速计是否可用（最好判断）
if (mgr.isAccelerometerAvailable) { // 加速计可用 }
 
//开始采样
- (void)startAccelerometerUpdates;
 
//在需要的时候采集加速度数据
CMAcceleration acc = mgr.accelerometerData.acceleration;
NSLog(@"%f, %f, %f", acc.x, acc.y, acc.z);

//实例化加速计

#import "ViewController.h"
#import <CoreMotion/CoreMotion.h>
 
@interface ViewController ()
 
@property(nonatomic,strong)CMMotionManager *mgr;
@property (strong, nonatomic) NSOperationQueue *queue;
@end
 
 
@implementation ViewController
 
- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    self.queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
    // 1.陀螺仪是否可用
    if (!self.mgr.isGyroAvailable) return;
    
    // 2.开始采样
    [self.mgr startGyroUpdates];
}
 
- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    // CMAcceleration acceleration = self.mgr.accelerometerData.acceleration;
    CMRotationRate rate = self.mgr.gyroData.rotationRate;
    NSLog(@"x:%f y:%f z:%f", rate.x, rate.y, rate.z);
}
 
#pragma mark - 获取陀螺仪信息
- (void)pushGyro
{
    // 1.陀螺仪是否可用
    if (!self.mgr.isGyroAvailable) return;
    
    // 2.设置采样间隔
    self.mgr.gyroUpdateInterval = 1.0;
    
    // 3.开始采样
    [self.mgr startGyroUpdatesToQueue:self.queue withHandler:^(CMGyroData *gyroData, NSError *error) {
        if (error) return;
        
        CMRotationRate rotationRate = gyroData.rotationRate;
        NSLog(@"x:%f y:%f z:%f", rotationRate.x, rotationRate.y, rotationRate.z);
    }];
}
 
#pragma mark - 获取加速计信息
- (void)pullAccelerometer
{
    // 1.判断加速计是否可用
    if (!self.mgr.isAccelerometerAvailable) return;
    
    // 2.开始采样
    [self.mgr startAccelerometerUpdates];
}
 
- (void)pushAccelerometer
{
    /*
     // 1.创建运行管理者
     CMMotionManager *mgr =
     */
    // 2.判断加速计是否可用
    if (!self.mgr.isAccelerometerAvailable) return;
    
    // 3.设置采样间隔
    self.mgr.accelerometerUpdateInterval = 1/30.0;
    
    // 4.开始采样
#warning
    [self.mgr startAccelerometerUpdatesToQueue:self.queue withHandler:^(CMAccelerometerData *accelerometerData, NSError *error) {
        if (error) return ;
        // 获取到加速计信息
        CMAcceleration acceleration = accelerometerData.acceleration;
        NSLog(@"x:%f y:%f z:%f", acceleration.x, acceleration.y, acceleration.z);
    }];
}
 
#pragma mark - 懒加载
- (CMMotionManager *)mgr
{
    if (_mgr == nil) {
        _mgr = [[CMMotionManager alloc] init];
    }
    return _mgr;
}
 
@end

实现摇一摇

#import "ViewController.h"
 
@interface ViewController ()
 
@end
 
@implementation ViewController
 
- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
}
 
- (void)motionBegan:(UIEventSubtype)motion withEvent:(UIEvent *)event
{
    NSLog(@"%s", __func__);
}
 
- (void)motionCancelled:(UIEventSubtype)motion withEvent:(UIEvent *)event
{
    NSLog(@"%s", __func__);
}
 
- (void)motionEnded:(UIEventSubtype)motion withEvent:(UIEvent *)event
{
    NSLog(@"%s", __func__);
}
 
@end

实现计步器

#import "ViewController.h"
#import <CoreMotion/CoreMotion.h>
 
@interface ViewController ()
 
@property (weak, nonatomic) IBOutlet UILabel *stepLabel;
 
@end
 
@implementation ViewController
 
- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    // 1.判断计步器是否可用
    if (![CMStepCounter isStepCountingAvailable]) return;
    
    // 2.创建计步器对象
    CMStepCounter *stepCounter = [[CMStepCounter alloc] init];
    
    // 3.开始计步(走多少步之后调用一次该方法)
    [stepCounter startStepCountingUpdatesToQueue:[NSOperationQueue mainQueue] updateOn:5 withHandler:^(NSInteger numberOfSteps, NSDate *timestamp, NSError *error) {
        self.stepLabel.text = [NSString stringWithFormat:@"您已经走了%ld步", numberOfSteps];
    }];
}
 
@end